Да ли фотон има масу? Како је могуће да гравитационо поље делује на фотон ако нема масу?

С обзиром да фотон нема масу, гравитационо поље утиче на његову енергију. Први начин да се ова појава протумачи је чињеница проистекла из Ајнштајнове опште теорије релативности: часовници спорије откуцавају време у јачим гравитационим пољима у односу на слабија. 

Ову појаву је најједноставније разумети помоћу следећег мисаоног експеримента. Нека се два часовника налазе на диску који ротира у водоравној равни, тако да је један у центру а други на периферији.

На часовник у центру диска не делује сила као последица убрзаног кретања – инерцијална сила, док на часовник смештен на ободу делује. Полазећи од појаве да време не протиче подједнако за оба часовника – дилатација времена, часовник на периферији диска спорије откуцава време у односу на часовник у центру. С друге стране, дејство инерцијалне силе је попут дејства гравитационе силе. Према томе, сви процеси ће се дешавати успорено у присуству гравитационог поља у односу на ситуацију када није присутно, а то се односи и на учесталост промене електричног и магнетног поља фотона. Зато је његова учесталост померена ка нижим вредностима у односу на вредности када поље не би постојало и та појава се назива гравитациони црвени помак.

Други начин да то разумемо је поређење енергије фотона у гравитационом пољу планете или звезде и изван поља. На површини небеског тела енергија фотона је умањена за потенцијалну енергију гравитационог поља, у односу на енергију изван тог поља. То се односи и на учесталост ове честице, с обзиром да су енергија и учесталост сразмерни.